晶格限域的光化学转变是控制与调节材料宏观形状的重要微观机制。然而在杂化材料体系中，人们通常面临晶体精密驱动与聚合物力学韧性之间难以兼得的困境，分子层级的结构有序性这一特征因此并没有得到有效的利用。打破光化学保真度与材料可加工性之间的固有矛盾，协同晶格级驱动精度与宏观力学鲁棒性，一直是光响应自适应材料领域的挑战之一。

图1 代表性光致动系统的概念与材料设计

  近期，苏州大学郎建平教授团队提出了一种层级复合材料策略：将一维锌(II)配位聚合物{[Zn(OAc)₂(tpeb)]·2H₂O}_n（CP1；tpeb = 1,3,5-三-4-吡啶基-1,2-乙烯基苯）整合于特定设计的聚合物结构中。该配位聚合物可发生拓扑化学[2+2]光化学环加成反应（图2），而聚合物结构则旨在实现高效应力传递、机械鲁棒性与水相稳定性。通过将结晶态CP1嵌入聚乙烯醇（PVA）基体中，形成具有机械连续性的CP1-PVA复合薄膜，随后在其表面包覆聚ε-己内酯（PCL）薄层，以提供力学增强和耐水性，最终形成具有层级结构的(CP1-PVA)@PCL复合材料（图1d）。为了证明其在力学约束下的可编程宏观形变，将复合薄膜组装成带有狭缝图案的管状驱动器，该驱动器能够实现时间可编程的径向膨胀（图3）。除了这一概念验证的几何结构外，还阐述了如何将晶体光化学应变在宏观尺度上进行放大、稳定和可编程地表达，从而为将分子级精度与力学鲁棒结构相融合建立一种结构蓝图。

  2026年7月22日，该工作以“Hierarchical Coordination Polymer-Polymer Composites for Robust, Programmable Photomechanical Actuation”为题发表在《Advanced Materials》上（Advanced Materials, 2026; 0:e74238）。文章第一作者是苏州大学材料与化学化工学部博士生章舒芬。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图2 CP1的晶体结构和拓扑化学光反应性

图3 通过累积的光化学应变实现管状执行器的膨胀程序化

  该工作是团队近期关于光响应配位聚合物精确驱动与复合应用相关研究的最新进展之一。光驱动晶体材料往往因本征脆性、不可控形变以及晶格反应与宏观力学之间脱节，给设计与调控带来极大困扰。为此，团队发展了配位导向的晶格预组织策略，在晶体内部精确构筑反应位点，系统探索了[2+2]光环加成驱动的晶态光机械转化行为。在过去的几年中，制备了一种通过调控使引入配位聚合物单晶平台中的光惰性烯烃能够进行光二聚反应的有用方法，同时也为开发智能的光致机械复合薄膜器件打下了基础（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 36, 25028-25034；2025, 147, 25, 22192-22200）；而且展示了基于光化学聚合反应将配位聚合物的微小晶格膨胀或收缩放大为宏观光致机械运动，为推动配位聚合物光致驱动器在微机器人领域的发展开辟了新的方向（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202302429；2024, 63,e202409472）；为了扩展柔性电路开关材料的类型，开发了独特的复合材料，将由光反应配位聚合物衍生的光响应柔性基板与弹性导电胶带集成在一起，制造出导电的两层薄膜，实现光控电路开关的精确开启和关闭（Chin. J. Struct. Chem. 2025, 44, 100622）。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74238